左权电厂供水方案及风险分析

常 众

（山西省水资源研究所，山西 太原 030001）

1 项目取水水源

经过对电厂取用水合理性分析，核定本项目取水量为420 m3/h，年取水量294.53万m3，其中：生产取水量417 m3/h，按机组年运行7 000 h计，年取水量为291.90万m3；厂区职工生活取水量3 m3/h，按全年8 760 h计，年取水量为2.63万m3。

左权县污水处理厂再生水作为本项目生产取水水源，但由于再生水不能全部满足本项目生产用水，为了确保本项目用水安全，根据左权县现有水利工程和水资源条件，以及当地水资源配置要求和国家有关政策，把石匣水库作为本项目的生产补充、应急水源以及职工生活取水水源。

2 供水方案分析

2.1 取水口合理性分析

本项目生产供水水源首先考虑左权县污水处理厂再生水，在污水处理厂排水口外建一座加压泵房，再由加压泵房通过1×DN 300的焊接钢管送至厂区，供水管线长4.5 km。

厂区职工生活用水、生产补充及应急水源取用石匣水库地表水，取水方案为库区外坝后取水，采用自流与增压结合方式。电厂正常运行时，利用石匣水库与电厂的水位差，石匣水库地表水自流进入厂区，可采用自流取水方式。污水处理厂再生水出现事故时，石匣水库地表水供水量增大，自流供水量不足，这时启动水泵，取水采用增压供水方式。该方案利用石匣水库已建成的灌溉及发电引水系统，在石渠引水口上接引水管，将石匣水库地表水引至坝后取水泵房及厂外补给水管，通过一根1×DN 400的焊接钢管送至厂区，供水管线长9.5 km。经分析，取水口位置是合理可行的。

2.2 生产供水水源分析

2.2.1 污水处理厂供水水源

左权县污水处理厂位于县城南部蛤蟆滩村附近，距电厂厂址约为4.5 km。污水处理厂主要收集左权县城区生活污水和部分工业企业废水，目前污水处理厂再生水还没有用水户，污水处理后水质达到（GB18918-2002）一级A类标准，直接排入清漳河。据《左权县污水处理厂可行性研究报告》，一期工程设计能力日处理污水1万t，二期工程日处理污水1.5万t。根据左权县污水处理厂监测资料分析，污水处理厂再生水可利用量为130.6万m3/a（149.1m3/h）。现状条件下污水处理厂再生水无用水户。为保证电厂生产用水的平稳性，提高供水保证程度，按7 000 h考虑，则可供电厂的利用量为104.37万m3/a。

2.2.2 石匣水库供水水源

石匣水库位于左权县城西北约9 km处石匣村村北，处于清漳河西源的中游，属海河流域，为中型水库。总库容5 099.46万m3，兴利库容1 780万m3，多年平均径流量为5 823万m3。

晋中市水利局批复石匣水库取水量为：生活取水190万 m3，保证率 95%；工业取水（化工）160万 m3，保证率95%；农业取水（灌溉）480万m3；火力发电取水360万m3。现状条件下，石匣水库城镇生活供水和工业年供水总量为216.25万m3。

通过调节计算，石匣水库地表水满足水库灌区800 hm2灌溉任务，多年平均灌溉供水1 100.9万m3，供水保证率79.6%；向工业年供水349.2万m3，供水保证率96.3%。在保证城镇生活及工业供水的前提下，可向本项目生产供水207.56万m3/a，供水保证率98.1%。

2.2.3 石匣水库地表水供水可靠性分析

经分析，按来水减少5%、用水量增加5%的最不利组合进行径流调节计算，结果表明，石匣水库向本项目多年平均供水199.6万m3，供水保证率为98.1%；向工业及生活多年平均供水366.5万m3，供水保证率为96.3%；向石匣灌区多年平均供水1 120.4万m3，灌溉保证率为79.6%。说明石匣水库向电厂供水具有较强的抗风险能力，供水是可靠的。

2.3 生产应急供水水源

为确保电厂工程的安全运行，在确定城市污水处理厂再生水作为电厂的首选供水水源，根据《污水再生利用工程设计规范》，必须考虑为其选择合理的应急供水水源，进而提高电厂工程供水保证程度，石匣水库地表水工程在供本项目供水量187.53万m3/a条件下，可以作为本项目的应急供水水源。

当城市污水处理出现故障、检修维护或出现排水低峰时，石匣水库地表水工程可以满足电厂1～2个月生产应急需水17.4万m3。

根据本项目的最新初步设计报告，在厂区空冷塔东侧设2×1 500 m3的事故污废水调节池，以保证在工业废水处理系统、脱硫废水处理系统、煤水处理系统以及生活污水处理系统出现故障的情况下临时存蓄废污水，保证废污水不外排。在污水处理系统故障排除后，再重新处理回用。

3 供水风险分析

3.1 污水处理厂供水风险分析

现状条件下，左权县污水处理厂水量的60%为生活污水，随着城市化水平的提高，未来城市生活污水量将随之增大。以污水处理厂再生水作为供水水源，包括污水收集与污水处理两个环节。污水收集主要依靠污水收集管网来实施，污水处理主要依靠污水处理系统及主要处理设备来实施。

近年来，左权县城区排水管网经过维修改造后渐趋完善，大部分废污水能通过排水管网收集，废污水收集风险不大。左权县污水处理厂人工格栅、潜水排污泵、潜污泵、全自动真空加氯机、鼓风机、泥浆泵等主要设备均有备用。污水处理厂电源由电业部门批定的变电站架空引来专用10 kV回路，供电线路仅2.5 km，供电较可靠，事故供电机率小。

3.2 石匣水库地表水供水风险分析

以石匣水库地表水作为生产补充及应急水源，通过石匣水库大坝后侧的取水泵房取水。

根据石匣水库管理站资料，石匣水库溢洪道百年最大泄量1 007 m3/s，千年最大泄量1 638 m3/s，电站和主坝坝脚无防洪坝，当出库流量超过400 m3/s时，将被折冲水流冲刷淹没。

根据《左权电厂防洪评价报告》资料，结合石匣水库下游本项目厂址处的百年洪水量和水位，估算石匣水库溢洪道百年最大泄量1 007 m3/s时，洪水位约为1 126.50 m；石匣水库溢洪道千年最大泄量1 638 m3/s时，洪水位约为1 128.00 m。而水库水电站±0.00 m层标高约为1 124.50 m，低于百年和千年洪水位。因此，坝后取水泵房根据推算的水库坝后百年和千年洪水位，确定泵站检修平台±0.00 m层标高定为1 128.50 m，在水库坝后百年和千年洪水位之上。坝后取水泵房底板标高为1 123.00 m。确保洪水期时，取水泵房不被溢洪道泄洪的折冲水流冲刷淹没。

3.3 退水风险分析

本项目设两套工业废水处理装置、两套煤水处理装置和两套生活污水处理系统。因此，在正常工况下，各系统退水均能得到处理并达到回用水要求。若遇事故工况，即各处理系统连同备用处理系统均出现故障，退水得不到处理时将临时存蓄在2×1 500 m3的事故污废水调节池，退水风险很小。

4 防范措施

第一，左权县污水处理厂应制订污水收集管网定期巡查与维护制度，发现跑、冒、滴、漏必须尽快抢修。若抢修时间较长，启动应急水源。第二，左权县污水处理厂应维护污水处理系统及主要处理设备正常运行，建立协调机制，避免同时检修，保障再生水的水量与水质满足用户要求。污水处理厂应修建一个足够容量的再生水调蓄池，以保证再生水稳定供应。第三，在主汛期，为保证石匣水库取水泵房的安全，坝后取水泵房检修平台±0.00 m层标高要在坝下百年设计洪水位之上，并留有适当的超高，以坝下千年洪水位校核，这样才能确保洪水期时，取水泵房不被溢洪道泄洪的折冲水流冲刷淹没。第四，考虑到电厂的运行安全，污水处理厂和石匣水库供水管道应设计双管道，一用一备，以保证供水安全。第五，建立处理系统维护、管理制度，定期检查、维护备用处理系统，保证能够随时正常运行。第六，事故工况下，生产废污水和生活污水可存蓄于事故污水调节池，待处理系统维修好后回用于厂区绿化用水。当处理系统维修时间较长而有排向环境中的废污水时，项目业主应观测退水量及水质，并将观测结果上报当地水行政主管部门备案。